במדע המודרני מדברים על ההקלה ומרכיביה העיקריים: מראה, מוצא היסטורי, התפתחות הדרגתית, דינמיקה בתנאים מודרניים ודפוסי התפלגות מיוחדים מנקודת המבט של הגיאוגרפיה, וגם מזכירים לעיתים קרובות תהליכים אנדוגניים ואקסוגניים. זהו חלק מהגיאוגרפיה כקהילה וכמדע מורכב שאפשר להתייחס אליו בגיאומורפולוגיה, שלמעשה מאופיינת בהגדרה לעיל. בענף מדעי תוך-גיאוגרפי זה, מושג ההקלה כתוצר הסופי של ההשפעה ההדדית של תהליכים גיאולוגיים אקסוגניים ואנדוגניים כיום.
תהליכים אקסוגניים
בתהליכים אקסוגניים מובנים תהליכים גיאולוגיים כאלה שנגרמים על ידי מקורות אנרגיה חיצוניים יחסית לגלובוס, בשילוב עם כוח הכבידה. מקורות האנרגיה העיקריים כוללים קרינת שמש. תהליכים אקסוגניים מתרחשים באזור השטח הקרוב ובאופן ישיר על פני קרום כדור הארץ. הם מוצגים בצורה של אינטראקציה פיזיקוכימית ומכנית של קרום כדור הארץ עם שכבות מים ואוויר. תהליכים אקסוגניים אחראיים מטבעם על עבודות הרסניות על מנת להחליק את חריגות פני השטח, אשר בתורם נוצרות על ידי תהליכים אנדוגניים, כלומר הבליטות מנותקות וחללי ההקלה מתמלאים במוצרי הרס.
תהליכים אנדוגניים
הגלובוס עובר שינוי תמידי. תהליכים גיאולוגיים אנדוגניים ואקסוגניים הם אנטגוניסטיים. הם מסוגלים לבטל את השפעת יריבם על כדור הארץ. תהליכים אנדוגניים הם תהליכים גיאולוגיים שקשורים ישירות לאנרגיה הנוצרת במעי העמוק של פני האדמה המוצקה (ליטוספרה). תכונת האנדוגניות אופיינית לתופעות יסודיות רבות בתחום היווצרות פני האדמה. מטמורפיזם של סלע, מגמטיזם ופעילות סייסמית מתייחסים לאנדוגניים. דוגמה לתהליכים אנדוגניים היא התנועות הטקטוניות של קרום כדור הארץ. מקורות האנרגיה העיקריים לתהליך מסוג זה הם תרמיים, כמו גם חלוקה מחדש של חומרים במעי בהתאם לצפיפותם של חומרים מסוימים (המכונה מדעית התמיינות כבידה). תהליכים אנדוגניים מתודלקים (כפי שהשם מרמז) על ידי האנרגיה הפנימית של הגלובוס ומתבטאים בעיקר בתנועות רב כיווניות של המוני הסלעים העצומים של קרום כדור הארץ, ואיתם החומר המותך של מעטפת האדמה. כתוצאה מתהליכים אנדוגניים נוצרים חריגות גדולות על פני כדור הארץ. התהליכים הללו הם שאחראים להיווצרותם של הרים ורכסי הרים, שקעים בין המזרקות ושוקת האוקיינוסים.
באינטראקציה בין גרסאות תהליכים אקסוגניים ואנדוגניים מתפתח קרום כדור הארץ ומשטחו. נשקול את תהליכי התכנון, כלומר תהליכים גיאולוגיים אנדוגניים, אשר למעשה יוצרים את החלקים הגדולים ביותר בתבליט כדור הארץ.
קבוצות אנדוגניות
בין שלוש קבוצות אנדוגניות של תהליכים קשורים זה לזה, אך עצמאיים נבדלים:
- מגמטיזם;
- רעידות אדמה;
- השפעות טקטוניות.
בואו נסתכל מקרוב על כל תהליך.
מגמטיזם
תהליכים אנדוגניים כוללים תופעות וולקניות. תחתיהם יש להבין תהליכים המבוססים על תנועת מאגמה על פני קרום כדור הארץ ובשכבותיו העליונות. וולקניזם מדגים בפני האדם את החומר שנמצא בתוך מעי כדור הארץ, למדענים יש הזדמנות להכיר את ההרכב הכימי שלה ואת מצבו הגופני. תופעות וולקניות באות לידי ביטוי הרחק מכל מקום, אך רק באזורים הפעילים-סיסמיים כביכול, אליהם, למעשה, מוגבלת האפשרות לתופעות מסוג זה. שטחים עם הרי געש פעילים או רדומים עליהם עברו לרוב שינויים גיאולוגיים במהלך התהליך ההיסטורי. מגמה, החודרת לתהליכים האנדוגניים הפנימיים של כדור הארץ, עשויה אפילו לא להגיע לפני השטח, ובמקרה זה היא קופאת אי שם במעי האדמה ויוצרת סלעים פולשניים (עמוקים) מיוחדים (אלה כוללים גברו, גרניט ורבים אחרים). התופעות שגורמות לחדירת מאגמה לקרום כדור הארץ נקראות אפלטוניזם, ואחרת - וולקנות עמוקה.
רעידות אדמה
רעידות אדמה, שנמצאות גם הן בתהליכים האנדוגניים העיקריים, באות לידי ביטוי באזורים מסוימים על פני כדור הארץ, המתבטאים בזעזועים קצרי טווח. לכולם ברור שרעידות אדמה, כמו אסונות טבע, יחד עם וולקנות, תמיד היו קרובות לחברה האנושית, וכתוצאה מכך הם הפליאו את דמיונם של אנשים. רעידות אדמה לא עברו ללא עקבות אחר אדם, וגרמו לביתו (ולעיתים אף לבריאות וחיים) נזק אדיר בצורה של הרס מבנים, פגיעה בשלמות הגידולים החקלאיים, פציעות קשות או אפילו מוות.
השפעות טקטוניות
בנוסף לרעידות אדמה, שהן תנודות קצרות טווח וחזקות, פני האדמה חווים השפעות בהן חלק מקטעיו מתרוממים ואילו אחרים נופלים. תנועות כאלו של קליפת המוח מתרחשות באטיות שלא ניתן להעלות על הדעת (ביחס לקצב חיי היומיום שלנו): המהירות שלהן שווה לשינויים ברמה של כמה סנטימטרים ואפילו מילימטרים במאה. אז הם, כמובן, אינם נגישים לתצפיות על העין האנושית, מדידות מתבקשות רק בעזרת מכשירי מדידה מיוחדים. עם זאת, באופן פרדוקסאלי, למראה כוכב הלכת שלנו, השינויים הללו הם משמעותיים מאוד, ובקנה מידה היסטורי, המהירות שלהם אינה כה קטנה. מכיוון שתנועות כאלה מתרחשות ללא הפסקה ובכל מקום במשך מאות רבות, ואפילו מיליוני שנים, התוצאות הסופיות שלהן מרשימות. בהשפעת תנועות טקטוניות (והם נקראים כך), שטחים יבשתיים רבים הפכו לקרקעית אוקיינוס עמוקה, נהפוך הוא, באותה ההצלחה, חלקים מהשטח, שעומדים כעת מאות, אלפי מטרים מעל פני הים, הוחבאו בעבר מתחת לכיסוי מים צפוף. כמו כל דבר בטבע, עוצמת תנועות הרטט שונה: באזורים מסוימים, תהליכים טקטוניים מהירים יותר ויש להם השפעה רבה יותר, בעוד שבמקומות אחרים הם הרבה יותר איטיים ופחות משמעותיים.
במאמר זה נתמקד בתהליכים טקטוניים, מכיוון שהם מכריעים בתחום היווצרות הקלה, ומכאן המראה החיצוני של כוכב הלכת שלנו. אז, טקטוניקה קובעת את אופי ותוכנית המתארים העתידיים של צורות ההקלה של העולם במשך מאות רבות.
בלוקים טקטוניים
בואו ונציין כי שינויים טקטוניים מובנים כתהליכים אנדוגניים ליצירת דימוי הקלה. טקטוניקה קשורה ישירות לתנועות של בלוקים מונוליטיים מיוחדים, שהם חלקים מקוטעים נפרדים מקרום כדור הארץ. חשוב להבין שהבלוקים הללו שונים זה מזה:
- בעובי (מינימום מכמה מטרים ועשרות מטרים, ומקסימום של קילומטרים בעשרות);
- לפי שטח (הקטנים הם בריבוע של עשרות ומאות קילומטרים, והגדולים ביותר מגיעים לשטח של מיליונים משטח);
- אופי העיוות של הסלעים המרכיבים את קרום כדור הארץ (שוב, אנו מבחינים בשני סוגים של שינויים: לא רצוף ומקופל);
- בכיוון התנועה (ישנם שני סוגים של תנועות רב כיווניות: תנועות טקטוניות אופקיות ואנכיות).
ההיסטוריה של התפתחות תורות על טקטוניקה
עד אמצע המאה העשרים, מושג הפיקסיזם היה עמדה מובילה בתחום הגיאומורפולוגיה והגיאולוגיה. הבסיס שלה היה הרעיון שיש להתייחס לסוג העיקרי והדומיננטי של תנועות מתנדנדות כאנכיות, ואילו סוג התנועה האופקי הוא משני. כך, סברו הגיאולוגים כי כל הצורות הגדולות ביותר של הקלה יבשתית (כלומר שוקתות אוקיינוס ואפילו יבשות שלמות) נוצרו אך ורק בגלל תנועות אנכיות של הקרום. יבשות נרשמו כאזורי גובה פני השטח, ואוקיינוסים נתפסו כאזורי שכיחותה. אותה תיאוריה הוסברה, ויש להודות בה בצורה מובנת וסבירה למדי, ויצירת אי-אחידות קטנה יותר בהקלה של התבליט, היינו הרים נפרדים, רכסי הרים והפרדת שקעים מאד רכסיים אלה.
עם זאת, כידוע, רעיונות נוטים להשתנות עם הזמן, וכל אמת יכולה בקלות להפוך ממעמד מוחלט ליחסי. גיאולוג בשם אלפרד וויינר מיקד את תשומת לב הקהילה המדעית בכך שצורתם וצורתם של יבשות שונות במונחים גיאומטריים משולבים היטב זה עם זה. במקביל החלה עבודה אקטיבית באיסוף נתונים גיאולוגיים ופליאונטולוגיים מיבשות שונות שהיו זמינות למחקר באותה תקופה. מחקרים אלו הראו דבר מעניין: ביבשות שנמצאות במרחקים השווים לאלפי קילומטרים רבים זה מזה, יצורים זהים לחלוטין התרחשו בעבר הרחוק, יתר על כן, בגלל התכונות המבניות, מינים רבים של יצורים לא היו שום דרך לחצות גדולים במיוחד חללי מים.
עם זאת, ווגנר ביצע עבודה לא יסולא בפז על ניתוח כמות עצומה של נתונים פליאונטולוגיים וגיאולוגיים. הוא השווה אותם עם קווי המתאר של היבשות הקיימות כעת, ולפי תוצאות מחקריו הוא הביע את התיאוריה שבחיים בעבר היבשות על פני כדור הארץ היו שונות לחלוטין ממה שהן כעת. בנוסף לכל זה, המדען ניסה לבצע שחזור ייחודי של התצוגה הכללית של ארץ תקופות גיאולוגיות בעבר. בואו נדבר על התיאוריה של ונגר ביתר פירוט.
לדעתו, בתקופה הפרמית של הפליוזואיק, על כדור הארץ היה קיים באמת סופר-חומר אחד בגודל עצום, שכונה Pangea. באמצע הישוב המזוזואיק היורה הוא חולק לשני חלקים עצמאיים - גונדוואנה היבשתית ולורסיה. יתר על כן, מספר היבשות גדל בהתמדה: לוראסיה התפרקה לצפון אמריקה ואירואסיה המודרנית, וגונדוואנה, בתורו, חולקה לאפריקה, דרום אמריקה, אנטארקטיקה, אוסטרליה והינדוסטאן (לימים הינדוסטאן הפכה לאירואסיה). למעשה, כך נפל מושג הפיקסיזם. לא ניתן היה להסביר את השינויים במתארים של יבשות תוכנית כזו ואת התנועות הנוספות של היבשות על פני כדור הארץ במסגרת תיאוריה זו.
ווגנר לא עצר שם. הוא תיקן את התמוטטות הפיקסיזם בהנחה שהיבשות, לאחר שלבשו צורה של אבני ליטוגרפיה ענקיות, אינן נעות באנכי, אלא בכיוון האופקי. יתר על כן, מדובר בתנועות אופקיות, מנקודת מבטו, שהן התנודות הטקטוניות העיקריות שהשפיעו באופן מכריע על מראה כוכב הלכת שלנו. התיאוריה של אלפרד וויינר נקראה תיאוריית הסחף היבשתית, ודומיה נודעו כמובילים (בניגוד לפיקסיסטים). ווגנר אולי היה מסוגל לתרום לחקר תהליכים גיאולוגיים אנדוגניים ואקסוגניים אחרים, אך הוא נעצר בשלב זה.
יהיה זה ככל שיהיה, מלבד המסקנות המאוששות לחלוטין של וונגר עצמו והנתונים הפליאונטולוגיים, לא היו שום עדות לתוקפה של סדרת הסחף היבשתית. על מנת להשיג נתונים כדי לאשר או להפריך את התיאוריה החדשה ולבסוף להבין מדוע היבשות עוברות, היה צורך ללמוד את מבנה קרום כדור הארץ ביתר הקפדה. עם זאת, ההיבט השני של העבודה היה נקודה חשובה יותר: היה צורך ללמוד את מבנה קרקעית האוקיינוסים בצורה מלאה ככל האפשר, עד אז לא נחקר כלל. תארו לעצמכם: על פי הדעה שהייתה באותה תקופה בקרב הרוב המכריע של המדענים, קרקעית האוקיאנוס הייתה משטח שטוח לחלוטין!
קרום יבשתי ואוקיאני
מחקרים אלו נערכו והניבו תוצאות בלתי צפויות לחלוטין. להפתעת המדענים, השטח של כדור הארץ מתחת לשכבה האוקיאנית ותחת היבשות היה מסודר בצורה שונה.
הקרום היבשתי הוא חזק ומורכב משלוש שכבות:
- עליון (נוצר על ידי סלעי משקע של שכבת המשקע, הנוצרת על פני כדור הארץ);
- גרניט (לצד החלק העליון);
- בזלת (שתי השכבות התחתונות נוצרות על ידי סלעים שנולדו במעי האדמה כתוצאה מהתקררות והתגבשות נוספת של חומר המעטפת).
הקרום בתחתית האוקיינוסים שונה מאוד. הוא דק יותר ומורכב משתי שכבות בלבד:
- עליון (נוצר על ידי סלעי משקע);
- בזלת (שכבת גרניט שהוחמצה).
מהפכה של ממש התחוללה: זה התאפשר ויתרה מכך, הוכח קיומם של שני סוגים שונים של קרום האדמה: האוקיאנוס והיבשתית.
שכבת המעטפת
מתחת לקרום כדור הארץ נמצא מעטה שהחומר בו מוצג במצב מותך. האסתנוספרה היא שכבת מעטפת שנמצאת בעומק של 30-40 ק"מ מתחת לאוקיאנוסים ו 100-120 ק"מ מתחת ליבשות. אם לשפוט על פי מאפייני המהירות של גלי סייסמה, הוא ניחן במשיכות גבוהה, ואפילו בתכונה כזו כמו נזילות. יש להבין שלמעשה כל השכבות מעל האסתנוספרה מייצגות את הליטוספרה. כלומר, קרום כדור הארץ ושכבת המעטפת שמעל האסתנוספירה נכנסים לנוסחה ליטוגרפית מוזרה.
הקלה בקרקעית האוקיינוס
הטופוגרפיה של קרקעית האוקיאנוס גם התבררה כמסובכת הרבה יותר ממה שחשבו בעבר. המרכיבים העיקריים שלו הם:
- מדף (משטח שממשיך בתנאי את שיפוע אדמת היבשת מקצה המים לעומק 200-500 מטר);
- שיפוע יבשתי (מקצה אזור המדף ועד 2.5-4 אלף מטרים, ואולי יותר);
- אגן הים השולי (משטח פשוט לא אחיד (הררי) לתוכו זורם המדרון היבשתי ברגל היבשתית, המכונה גם העקומה הקעורה);
- קשת איים (שרשרת הרי געש או איים געשיים מתחת למים, מרכיב תחתון זה מפריד בין הים השולי לאזור הים הפתוח);
- תעלת ים עמוק (החלק העמוק ביותר של קרקעית האוקיאנוס, המקביל לקשת האי לאורך הקצה החיצוני של הקרקעית, הוא שסע צר ועמוק למדי);
- מצע האוקיאנוס (דומה כלפי חוץ לשקע בפאתי הים, אך רחב בהרבה: כמה אלפי קילומטרים, המיטה מחולקת לשני חלקים על ידי הרמה שמתחברת למערכת כולה עם מושגי אוקיינוסים אחרים (נוצרים רכסים באמצע האוקיאנוס);
- עמק קרע (בחלקים המוגבהים של רכסי אמצע האוקיאנוס, צרים ועמוקים).
